ES2322581T3 - Dispositivo para medir parametros en el cerebro. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para medir parámetros cerebrales - con una unidad sensor (1-3) que está realizada de tal modo que - puede ser implantada en el lado distal con mínima invasión en el parénquima y/o en los ventrículos, - está alojada en el lado proximal en un elemento de fijación (7) dispuesto de forma centrada en una placa base (6), caracterizado porque - la unidad sensor (1-3) está conectada de forma eléctricamente conductiva con una unidad electrónica (11) mediante una microclavija (10), - el dispositivo de medición presenta un módulo proximal que comprende - el elemento de fijación (7), - los tramos de la unidad sensor (1-3) alojados en el elemento de fijación (7), - la unidad electrónica (11), - la microclavija (10), - estando realizado el módulo proximal (1-3, 7, 10, 11) de tal forma que queda conectado fijamente y de forma estanca, aunque separable, mediante una cubierta (12) semiflexible pudiendo posicionarse entre el hueso craneano y el cuero cabelludo.
Description
Dispositivo para medir parámetros en el
cerebro.
Pertenece al estado de la técnica conocido
implantar sondas de forma epidural o subdural para medir la presión
cerebral así como otros parámetros en el cerebro de personas.
Estas sondas están equipadas con sensores de
medición, que detectan la presión cerebral, la transforman en
señales eléctricas y la conducen a través de una conexión por cable
a un monitor para el paciente.
Allí se procesan los valores de medición y se
representan en forma de valores numéricos y de forma gráfica como
curvas.
No obstante, es muy complicado establecer las
conexiones por cable entre sondas y sensores de medición y el
monitor para el paciente, puesto que los monitores para los
pacientes presentan hembrillas de distintas configuraciones y son
propensos a fallos en la manipulación. Además, casi cualquier
elemento de medición de diagnóstico requiere un cable especial, de
modo que sobre todo en la estación de cuidados intensivos los
pacientes están conectados con una cantidad difícil de controlar de
cables, lo cual conduce a complicaciones en la asistencia y
representa un riesgo para el paciente.
Esto es particularmente válido cuando el
paciente debe tratarse en situaciones de estrés o cuando es
transportado.
En algunas circunstancias es posible que se
produzcan mediciones incorrectas o que las sondas de medición
fallen por completo, con la consecuencia de tener que implantarse
nuevamente otras sondas de medición. En conjunto, el uso de
conexiones por cables es caro y en casos concretos va unido a
riesgos elevados para el paciente.
Las sondas de este tipo con sensores de medición
integrados para la implantación son fabricados, por ejemplo, por
las compañías REHAU AG + Co., Johnson & Johnson, Camino,
Medtronic.
El documento
WO-A-02/07596 describe un
dispositivo para la medición de parámetros cerebrales. Una unidad
sensor de este dispositivo de medición está implantada en el lado
distal en el parénquima o en los ventrículos. Están descritas
distintas unidades de fijación para la unidad sensor. El dispositivo
de medición comprende adicionalmente una unidad electrónica.
El objeto del documento DE 43 29 898 A1 es un
equipo de diagnóstico y control médico inalámbrico, por ejemplo
también para la monitorización neurológica. El dispositivo comprende
una estación de evaluación y uno o varios electrodos fijados en la
superficie de la piel del paciente.
Los electrodos comprenden una unidad emisora
digital con antena, dado el caso una unidad receptora, una unidad
de alimentación de energía, así como al menos un sensor
semiconductor. Los sensores semiconductores pueden usarse entre
otras cosas para la detección de señales de EEG o ECG.
El inconveniente de esta solución es que pueden
usarse exclusivamente electrodos que están fijados en la superficie
de la piel del paciente.
El intento de realizar en sistemas de derivación
de forma duradera o ambulante mediciones de la presión cerebral
para el tratamiento de hidrocefalias, llevó a la combinación de
sondas de medición implantadas con sensores cuyas señales de
medición están conectadas de forma telemétrica con la unidad de
evaluación correspondiente.
El documento DE 197 05 474 A1 describe, por
ejemplo, una unidad de medición implantable para medir, entre otras
cosas, presiones cerebrales. Aquí, el elemento sensor y la unidad de
telemetría están fijados en una lámina flexible. La unidad de
telemetría tiene una bobina exterior, a través de la cual el
circuito implantado se alimenta de forma inductiva con energía;
además, se transmiten también los datos medidos en el elemento
emisor de forma inductiva a la unidad de evaluación.
El inconveniente es que una transmisión
inalámbrica, inductiva de este tipo de datos o energía sólo funciona
a una distancia muy corta, de algunos milímetros, es decir, sólo
son posibles mediciones epidurales, eventualmente también
mediciones subdurales.
En el documento DE 43 41 903 A1 está descrito un
dispositivo especialmente pequeño implantable, cuyas medidas
exteriores son inferiores a 1,0 x 1,5 x 0,6 mm y que es adecuado
para la medición continua de la presión y/o del flujo y/o de la
temperatura en cuerpos u órganos de personas o animales. Este
dispositivo transmite valores de red o señales de medición sin
cableado de forma percutánea a un receptor que se encuentra en el
exterior del cuerpo, que procesa y visualiza las señales de
medición.
Los sistemas de sensor-unidad
de telemetría de este tipo integrados en un chip, es decir,
fijamente acoplados, no son adecuados para medir los parámetros
deseados (por ejemplo presión cerebral, temperatura) en los lugares
óptimos para la determinación de las indicaciones.
El motivo es que pueden implantarse sin
problemas exclusivamente de forma epidural, o eventualmente también
de forma subdural. No es posible su implantación en los lugares
sustancialmente más favorables para las mediciones, es decir, en el
parénquima o en los ventrículos.
En estas zonas tampoco es posible apenas una
alimentación de energía externa mediante inducción o con campos de
AF, por lo que el funcionamiento de la unidad emisora y de medición
sólo está garantizado durante poco tiempo.
Además, el uso adicional de procedimientos
generadores de imágenes que en muchos casos es necesario, como la
resonancia magnética, conduce a un mal funcionamiento de la técnica
de control y regulación implantada o a corrientes inductivas en el
sistema de circuitos, así como, sobre todo, al calentamiento y a
daños del tejido que rodea los implantes.
En general, debe decirse respecto al estado de
la técnica descrito de la trasmisión telemétrica de señales de
sensores implantados, que hasta ahora no se dispone de informes
sobre una aplicación práctica satisfactoria.
Puesto que para la detección correcta de datos
fisiológicos en el cerebro humano además del diseño de los sensores
sensitivos y específicos son decisivos sobre todo los lugares de
medición, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar
un dispositivo para la medición de parámetros en el cerebro que
disponga de las siguientes propiedades:
- -
- La medición de los parámetros deseados es posible en los lugares habituales = clásicos reconocidos, por la medicina, es decir, en el parénquima y/o en los ventrículos; en caso necesario, también deberían ser posibles las mediciones epidurales o subdurales.
- -
- La transmisión y el procesamiento de los datos del paciente se realiza de forma digital y por vía telemétrica.
- -
- Está disponible un sistema modular con el que el dispositivo de medición puede componerse a medida, según los requisitos de cada caso.
- -
- La unidad electrónica puede volver a usarse tras su esterilización.
El objetivo se ha podido conseguir según la
invención porque
- -
- los sensores están dispuestos en un catéter de materiales polímeros que, dado el caso, dispone al menos de un lumen para el drenaje de líquido cefalorraquídeo,
- -
- la unidad electrónica está alojada en un módulo cerrado, preferiblemente dispuesto de forma anular,
- -
- el catéter está fijado en la escotadura central de la placa base mediante un elemento de fijación anular de forma fija y estanca, aunque separable,
- -
- la unidad sensor y la unidad electrónica están conectadas mediante una microclavija,
- -
- la unidad de medición con catéter y sensor, la unidad electrónica montada en la placa base con la alimentación de energía y, por encima una cubierta separable, está colocada por completo por debajo del cuero cabelludo en el hueso craneano y está cerrada por completo hacia fuera.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente:
La placa base es semiflexible, dispone de una
escotadura central con tubuladura y elemento de fijación anular
integrado. Como alternativa, también puede preverse en su lugar una
carcasa esférica con válvula que es adecuada para catéteres con al
menos dos tamaños distintos y que permite también la colocación
inclinada del catéter en la placa base. Tras completar la placa
base con la unidad electrónica y el catéter, es provista de una
cubierta flexible, estanca y separable para la implantación.
La unidad sensor está formada por un catéter con
uno o varios sensores para medir, por ejemplo, la presión cerebral,
la temperatura, la saturación de CO_{2} o el valor pH, etc. Para
el drenaje del líquido cefalorraquídeo puede estar integrado
también al menos un lumen en el catéter. El catéter dispone en el
extremo proximal de una microclavija, que establece el contacto con
la unidad electrónica, de modo que pueden detectarse las señales de
medición y trasmitirse a la unidad de evaluación.
La unidad electrónica dispuesta por debajo de la
cubierta semiflexible puede volver a esterilizarse tras el
desmontaje de la placa base y el desacoplamiento del catéter
soltándose la microclavija, por lo que puede volver a usarse.
Es especialmente ventajoso en el caso del
dispositivo según la invención que debido a la estructura modular,
los elementos parciales pueden combinarse según la aplicación
actual. Por ejemplo, para la medición en el parénquima puede usarse
un catéter corto con un diámetro de 3 CH, para mediciones en la zona
de los ventrículos con drenaje de líquido cefalorraquídeo puede
usarse un catéter corto con un diámetro de 6 CH.
Además, es especialmente ventajoso según la
invención que la unidad sensor y la unidad electrónica están
separadas una de otra en un primer momento. Por lo tanto, el
catéter que contiene el sensor/los sensores puede colocarse de la
forma habitual, por ejemplo tras abertura del cuero cabelludo y la
realización de un taladro en el hueso craneano, mediante casquillo
y mandrino con mínima invasión en los lugares óptimos para la
medición, es decir, en los ventrículos o en el parénquima.
A continuación, el extremo proximal del catéter
se enrosca de forma estanca en la escotadura central de la placa
base mediante el elemento de fijación y se conecta mediante la
microclavija con la unidad electrónica. Finalmente, la placa base
así completa se conecta de forma estanca con una cubierta
semiflexible y se vuelve a cerrar el cuero cabelludo.
La incorporación del sensor y de la línea de
conexión en un catéter y en una carcasa de sensor no metálica
impide el calentamiento del tejido que lo rodea así como la
dislocación en el lugar de medición y, por lo tanto, la aparición
de artefactos en la medición y la aplicación del diagnóstico
generador de imágenes, en particular en la tomografía por
resonancia magnética (TRM).
En el caso de usarse acumuladores, de esta forma
queda garantizada una carga inductiva, termoeléctrica o por campo
de AF. El funcionamiento de los mismos puede protegerse mediante un
blindaje de los componentes o mediante la desconexión de la unidad
sensor durante la prueba de TRM.
En el caso de catéteres que disponen de sensores
de medición y de un lumen para el drenaje de líquido
cefalorraquídeo, en la placa base está integrada una tubuladura de
conexión, que deriva el lumen de la unidad de medición cerca del
paciente y lo acopla a un catéter que conduce a la cavidad pectoral
o abdominal del paciente. También es posible la conexión con una
válvula de derivación.
Cada estructura de sistema puede configurarse,
por lo tanto, siempre como sistema cerrado. Una posibilidad
interesante según la invención para la alimentación de sistema
implantado con energía es la siguiente:
- Al medirse la presión cerebral en el ventrículo, el flujo del líquido cefalorraquídeo puede usarse para la obtención de energía mediante una dínamo en miniatura. En este caso, en la carcasa del sensor está integrada una cámara con orificio de entrada y de salida entre los que está montada una turbina con dínamo conectada.
- Ahora, la invención se explicará detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización; de forma complementaria, véase la explicación gráfica en la fig. 1.
Ejemplo de
realización
El dispositivo implantado, de estructura
modular, está formado por un catéter 1, que dispone en su extremo
distal de un sensor de temperatura 2 y de un sensor de presión 3 y
que se asoma a través del hueso craneano 5 al tejido cerebral
4.
La placa base 6 fijada mediante un tornillo 14
en el hueso craneano 5 comprende una unidad electrónica y un
elemento de fijación 7 integrado con rosca dispuesta en el interior.
Mediante esta rosca, el tornillo 9 aplica una fuerza sobre la junta
8, por lo que queda cerrado de forma estanca el espacio entre la
cubierta 12 semiflexible y la placa base 6 respecto al tejido
cerebral 4, quedando fijado al mismo tiempo el catéter 1 en la placa
base 6 y, por lo tanto, en el hueso craneano 5.
La microclavija 10 que se encuentra en el
extremo proximal del catéter 1 está conectada mediante una línea 16
con la unidad electrónica 11.
Ahora, se comprueba el funcionamiento del
dispositivo mediante una señal de radio. A continuación, la cubierta
12 semiflexible se une mediante los tornillos 15 de forma estanca,
aunque de forma separable, con la placa base 6.
El cuero cabelludo 13 cubre y protege el
dispositivo implantado.
La unidad electrónica 11 puede usar energías
endógenas del cuerpo gracias al uso de elementos termoeléctricos o
dispositivos piezoelectrónicos o nanoturbinas en el espacio
subaracnoideo.
Claims (8)
1. Dispositivo para medir parámetros
cerebrales
- -
- con una unidad sensor (1-3) que está realizada de tal modo que
- -
- puede ser implantada en el lado distal con mínima invasión en el parénquima y/o en los ventrículos,
- -
- está alojada en el lado proximal en un elemento de fijación (7) dispuesto de forma centrada en una placa base (6),
caracterizado porque
- -
- la unidad sensor (1-3) está conectada de forma eléctricamente conductiva con una unidad electrónica (11) mediante una microclavija (10),
- -
- el dispositivo de medición presenta un módulo proximal que comprende
- -
- el elemento de fijación (7),
- -
- los tramos de la unidad sensor (1-3) alojados en el elemento de fijación (7),
- -
- la unidad electrónica (11),
- -
- la microclavija (10),
- -
- estando realizado el módulo proximal (1-3, 7, 10, 11) de tal forma que queda conectado fijamente y de forma estanca, aunque separable, mediante una cubierta (12) semiflexible pudiendo posicionarse entre el hueso craneano y el cuero cabelludo.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el conjunto del sistema presenta una
estructura modular.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad electrónica (11) está formada
por los componentes principales alimentación de energía, emisor,
receptor, unidad de control y una hembrilla para microclavija.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad sensor comprende un catéter
(1) de material polímero, así como uno o varios sensores (2, 3)
para la medición de la presión cerebral y/o la temperatura y/o la
presión parcial de CO_{2} y/o la presión parcial de oxígeno.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el catéter (1) contiene al menos un
lumen para los sensores, dado el caso, adicionalmente al menos un
lumen para el drenaje de líquido cefalorraquídeo.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 5, caracterizado porque el catéter (1) que contiene un
lumen para el drenaje de liquido cefalorraquídeo está conectado
mediante una tubuladura de la placa base (6) con otro catéter
colocado en la cavidad abdominal del paciente y forma un sistema
cerrado con éste.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 3, caracterizado porque la unidad electrónica (11) es
esterilizable y reutilizable.
8. Dispositivo según las reivindicaciones 1, 3 ó
7, caracterizado porque la unidad electrónica (11) aprovecha
energías endógenas del cuerpo mediante el uso de elementos
termoeléctricos o dispositivos piezoelectrónicos o nanoturbinas en
el espacio subaracnoideo.
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